RANCANGAN BIOMEKANIKA DAN ERGONOMI DALAN MENDESAIN PRODUK

YANG SESUAI DENGAN BENTUK TUBUH

Rahmat Hidayat

Teknik Industri – Universitas Turnojoyo

ABSTRAK

Penelitian ini untuk menjelaskan suatu metodologi mangenai data biomikanika dan

ergonomi tentang distribusi tekanan antara manusia dan suatu produk yang di desain dan

dikonsep ke dalam komputer. Walaupun dengan menggunakan komputer untuk mendesain

namun faktor-faktor ergonomi tetap diperhatikan sehingga akan di hasilkan suatu rancangan

yang ergonomik, cocok dengan bentuk tubuh manusia, dan tidak mengakibatkan kecelakaan

bagi pemakainya. Dan pada akhirnya hasil produk tersebut akan lebih optimum dalam

perancangannya.

Ergonomi mungkin dapat dikatakan sebagai desain dari hubungan antara manusia

dengan mesin, sehingga manusia dan mesin dapat berfungsi lebih efektif dan efisien sebagai

sistem yang terintegrasi.Aspek-aspek ergonomi dalam suatu proses perancangan fasilitas

kerja adalah merupakan suatu faktor penting dalam menunjang peningkatan pelayanan jasa

produksi. Sehingga diperoleh hasil yang sesuai dengan yang diingankan. Perlunya

memperhatikan faktor ergonomi dalam proses rancang bangun fasilitas dalam dekade

sekarang ini adalah merupakan sesuatu yang tidak dapat ditunda lagi. Hal tersebut tidak akan

terlepas dari pembahasan mengenai ukuran anthropometri tubuh operator maupun penerapan

data-data anthropometri-nya. Dalam rangka untuk mendapatkan suatu perancangan yang

optimum dari suatu ruang dan fasilitas akomodasi maka hal-hal yang harus diperhatikan

adalah faktor-faktor seperti panjang dari suatu dimensi tubuh manusia baik dalam posisi statis

maupun dinamis.

Aspek-aspek ergonomi dalam rancang bangun adalah merupakan suatu faktor yang

penting dalam menunjang dalam pembuatan suatu proses dan produk. Perlunya

memperhatikan faktor ergonomi dalam dekade saat ini meru[pakan suatu yang tidak boleh

ditunda lagi. Hal tersebut tidak akan terlepas dari ukuran antroprometri tubuh operator

maupun data-data antroprometrinya.

Anthropometri merupakan bidang ilmu yang berhubungan dengan dimensi-dimensi

tubuh manusia. Dimensi ini dibagi kedalam kelompok dan ukuran persentil. Stevenson

(1989) dan Nurmianto (1991) menyatakan Anthropometri adalah satu kumpulan data numerik

yang berhubungan dengan karakteristik fisik tubuh manusia. Ukuran, bentuk dan kekuatan

serta penerapan dari data tersebut untuk penanganan masalah desain. Dalam rangka

melakukan perancangan fasilitas kerja yang optimum dari suatu ruang dan akomodasi maka

hal-hal yang diperhatikan adalah adalah faktor-faktor seperti panjang dari suatu dimensi

tubuh manusia baik dalam posisi statis maupun dinamis. Faktor yang perlu diamati adalah

seperti berat dan pusat massa dari suatu segmen/bagian tubuh, bentuk tubuh, jarak untuk

pergelangan melingkar dari tangan kaki dan lain-lain. Selain itu harus didapatkan pula data-

data yang sesuai dengan tubuh manusia.

Penerapan data anthropometri ini akan dapat dilakukan jika tersedia nilai mean

(rata-rata) dan SD (standar deviasi) nya dari suatu distribusi normal. Distribusi normal itu

sendiri ditandai dengan adanya nilai mean (rata-rata) dan SD (standar deviasi).

Sedangkan percentil adalah suatu nilai yang menyatakan bahwa persentase tertentu dari

sekelompok orang yang dimensinya sama dengan atau lebih rendah dari nilai tersebut.

Misalnya: 95 % populasi adalah sama dengan atau lebih rendah dari 95 percentil, 5 %

dari populasi berada sama dengan atau lebih rendah dari 5 percentil. Besarnya nilai

percentil dapat ditentukan dari tabel probabilitas distribusi normal. Dalam pokok bahasan

anthropometri, 95 percentil menunjukkan tubuh berukuran besar, sedangkan 5 percentil

menunjukkan tubuh berukuran kecil.

Perbedaan antara satu populasi dengan populasi yang lain adalah dikarenakan oleh

faktor-faktor sebagai berikut (Stevenson,1989; Nurmianto, 1991) :

a. Keacakan atau Random

Sumber ini telah terdapat dalam satu kelompok populasi yang sudah jelas sama jenis kelamin,

suku atau bangsa, kelompok usia dan pekerjaannya, namun masih akan ada perbedaan yang

cukup signifikan antara berbagai macam masyarakat. Distribusi frekuensi secara statistik

dapat diaproksimasikan dengan distribusi normal dengan menggunakan data percentil dan

jika mean dan SD nya telah dapat diestimasi.

b. Jenis kelamin

Secara distribusi statistik ada perbedaan yang signifikan antara dimensi tubuh pria dan wanita

pada mean (rata-rata). Pria dianggap lebih panjang dimensi segmen badannya dari pada

wanita. Oleh karena itu data anthropometri untuk kedua jenis kelamin tersebut selalu

disajikan secara terpisah.

c. Suku bangsa

Variasi diantara kelompok suku bangsa telah meningkat yang diketahui dari meningkatnya

jumlah angka migrasi dari satu negara ke negara yang lain untuk mengisi jumlah satuan

angkatan kerja, maka akan mempengaruhi anthropometri secara nasional.

d. Usia

Usia digolongkan atas beberapa kelompok usia yaitu balita, anak-anak, remaja, dewasa, dan

lanjut usia. Desain yang akan diaplikasikan disesuaikan dengan usia.

e. Jenis pekerjaan

Jenis pekerjaan juga menuntut adanya persyaratan dalam seleksi karyawan atau stafnya.

Misalnya : buruh dermaga harus mempunyai postur tubuh yang relatif lebih besar

dibandingkan dengan karyawan perkantoran lainnya.

f. Pakaian

Pakaian merupakan sumber variabilitas yang disebabkan oleh bervariasinya iklim atau musim

yang berbeda dari satu tempat ke tempat yang lainnya terutama untuk daerah dengan empat

musim.

g. Faktor kehamilan pada wanita

Faktor ini jelas akan mempunyai pengaruh perbedaan yang berarti kalau dibandingkan

dengan wanita yang tidak hamil, terutama yang berkaitan dengan analisis perancangan

produk (APP) dan analisis perancangan kerja (APK).

h. Cacat tubuh secara fisik.

Suatu perkembangan yang mengembirakan pada dekade terakhir dengan diberikannya skala

prioritas pada rancang bangun untuk penderita cacat tubuh secara fisik sehingga mereka dapat

merasakan “kesamaan” dalam penggunaan jasa dari hasil ilmu ergonomi didalam pelayanan

untuk masyarakat. Masalah yang sering timbul antara lain keterbatasan jarak jangkauan,

dibutuhkan ruang kaki untuk desain meja kantor, lorong jalur khusus untuk keluar masuk

perkantoran, kampus, hotel, restoran, super market dan lain-lain.

a. Anthropometri Tubuh

Dimana X = Nilai rata-rata, Gx = Nilai standart Deviasi ( SD ), 5% = Nilai 5 percentil, 95 %

= Nilai 95 percentil

Anthropometri Telapak Tangan

Dimana X = Nilai rata-rata, Gx = Nilai standart Deviasi ( S.D ), 5% = Nilai 5 percentil, 95 %

= Nilai 95 percentil

Nilai dari analisa ini adalah rentang postur atau posisi aktivitas kerja,ukuran beban dan

ukuran manusia yang dievaluasi. Sedangkan kriteria keselamatan adalah berdasarkan pada

beban tekan (compression load) pada interval disk antara lumbar nomor lima dan sacrum

nomor satu (L5 / S1). Evan dan Lissner (1962) dan Sonoda (1962) melakukan penelitian

dengan uji tekan pada tulang belakang. Mereka menemukan bahwa tulang belakang yang

sehat tidak mudah terkena hernia, akan tetapi mudah rusak / retak jika disebabkan oleh beban

yang ditanggung oleh segmen tulang belakang (spinal) dan yang terjadi dengan diawali oleh

rusaknya bagian atas atau bawah segmen tulang belakang (the castilage end-plates in the

vertebrate).

Batasan angkat maksimum yang diijinkan dan direkomendasikan oleh NIOSH (1981) dalah

berdasarkan gaya tekan sebesar 6500 N pada L5/S1. Namun hanya 25%

pria dan 1% wanita yang diperkirakan mampu melewati batas ini. Batasan angkat normal

diberikan oleh NIOSH dan berdasar gaya tekan sebesar 3500 N pada L5/S1. Ada 99% pria

dan 75% wanita yang mampu mengangkat beban diatas batasan angkat ini.

Batasan ini tergantung pada (1) Berat beban (2) Jarak horizontal antara beban pekerja.

Perhitungan yang dapat digunakan untuk menghitung batasan angkat yang lain:

a. Dalam satuan metric

= AL (Kg) = 40(15/H) (1 – 0.004/V – 75) (0.7 + 7.5/D) (1 – F/Fmax)

b. Dalam satuan lain

= AL (lb) = 90(6/H) (1 – 0.01/V – 30) (0.7 + 3/D) (1 – F/Fmax)

c. MPL = 3 (AL)

Dimana:

H = Posisi horizontal,arah titik tengah antara mata kaki pada tempat asal sebelum beban

diangkat.

V = Posisi vertical pada tempat asal sebelum beban diangkat

D = Jarak angkat vertical.antara tempat asal dan tujuan dari beban yang diangkat

Fmax = Frekuensi maksimum yang dapat dilaksanakan.

Sebagai informasi tambahan bahwa variabel – variabel tersebut diatas diasumsikan

mempunyai batasan – batasan sebagai berikut :

a. H adalah antara 15 cm (6 in) dan 80 cm (32 in) suatu beban tidak dapat lebih dekat dari 15

cm (6 in) tanpa bersentuhan dengan badan operator sedangkan beban yang berposisi lebih

jauh dari 80 (32 in) akan sulit dijangkau oleh kebanyakan orang.

b. V adalah diasumsikan antara 0 cm dan 175 cm (70) yang menggambarkan rentang jarak

untuk aktivitas angkat vertikal pada pada kebanyakan orang.

c. D adalah diasumsiakan antara 25 cm (10 in) dan (200-V) cm [ (80-V)in].Untuk jarak

perpindahan vertikal yang kurang dari 25 cm gunakan D = 2

d. F adalah diasumsikan antara 0.2 (satu aktivitas angkat setiap 5 menit) dan F max

sedangkan aktivitas angkat yang kurang dari satu angkat per 5 menit gunakan F =0

Berdasarkan penelitian di atas maka dapat ditarik kesimpulan antara lain :

1. Bahwa dalam perancangan suatu desain produk, maka harus diperhatikan aspek – aspek

ergonomi agar dapat menghasilkan suatu rancang bangun yang optimal dan ergonomis.

2. Dengan mengumpulkan data biomekanika dan data ergonomi secara lengkap sehingga

dalam melakukan perancangan suatu produk akan lebih mudah dan hasilnya akan sesuai

dengan data yang telah dikumpulkan.

3. Perancangan produk yang ergonomis sangat berpengaruh terhadap keselamatan bagi

pemakainya. Sehingga tidak menimbulkan kecelakaan ataupun rasa sakit pada saat kerja.